ИИ оптимизирует разработку лекарств-антител
Белки эволюционировали, чтобы преуспеть во всем - от сокращения мышц до переваривания пищи и распознавания вирусов. Чтобы создать более качественные белки, в том числе антитела, ученые часто последовательно мутируют аминокислоты — элементы, из которых состоят белки, — в разных положениях, пока полученный белок не начнет выполнять улучшенные функции, например, вызывать более сильный иммунный ответ или более эффективно улавливать углекислый газ из атмосферы.
Но возможных аминокислотных последовательностей больше, чем песчинок в мире. А найти лучший белок и, следовательно, лучшее потенциальное лекарство зачастую дорого или невозможно.
Ученые из Стэнфорда разработали новый метод, основанный на машинном обучении, для более быстрого и точного прогнозирования молекулярных изменений, которые приведут к созданию более совершенных препаратов с антителами.
Этот подход, опубликованный в журнале Science 4 июля, сочетает в себе трехмерную структуру белкового каркаса с большими языковыми моделями, основанными на аминокислотной последовательности, и позволяет исследователям за считанные минуты находить редкие и желательные мутации, которые в противном случае были бы обнаружены только в результате тщательных экспериментов.
Возглавляемая Питером С. Кимом, профессором биохимии и научным сотрудником института химии Сарафана, и Брайаном Хи, доцентом кафедры химической инженерии, команда показала, что они могут усовершенствовать антитело к SARS-CoV-2, которое было одобрено FDA и было снято с производства из-за его неэффективности в отношении нового штамма в ноябре 2022 год. Их подход привел к 25-кратному повышению эффективности борьбы с вирусом.
"Многие усилия в области искусственного интеллекта и разработки лекарств сосредоточены на сборе огромного количества данных о том, насколько хорошо определенная молекула выполняет определенную задачу, чтобы компьютер мог узнать достаточно для разработки лучшей версии", - сказал Ким. "Что примечательно, так это то, что мы показали, что вместо большинства этих данных можно использовать структуру, и компьютер все равно будет учиться".
"Теперь больше антител действительно могут быть оптимизированы", - сказал Хи, который также является исследователем инноваций в Институте Arc.
Согнутый в форме
Сталкиваясь с проблемой поиска наилучшей аминокислотной последовательности, ученые часто создают миллионы и тестируют их на миниатюрных, упрощенных версиях биологических систем. Они надеются, что лучшее лекарство в блюде будет также лучшим лекарством для людей.
"Это требует много предположений и проверок", - сказал Хи. "Цель многих интеллектуальных алгоритмов - исключить из этого процесса догадки".
Чтобы ускорить этот процесс, ученые разработали алгоритмы машинного обучения, подобные ChatGPT, которые обучаются на аминокислотных последовательностях миллионов белков для прогнозирования желаемых мутаций.
Однако эти модели часто указывают ученым на последовательности, которые после получения в лаборатории становятся нестабильными или хуже, чем в исходном состоянии.
Отчасти это объясняется тем, что функция белка зависит не только от последовательности аминокислот, но и от трехмерной структуры этой последовательности. Например, чтобы вызвать иммунный ответ, антитела должны иметь правильную форму, чтобы связываться с молекулами, которые находятся на поверхности вирусов.
По мнению команды, ключом к разработке более совершенного алгоритма прогнозирования была структура. Таким образом, они ограничили длинный список возможных полезных мутаций — согласно модели large language, основанной на последовательности, - только теми, которые сохраняли трехмерную форму исходного белка.
Испытательная площадка
В декабре 2022 года команда испытала его на недавно прекращенной терапии антителами к SARS-CoV-2.
"Преобладающая теория заключалась в том, что попытки усовершенствовать это антитело потерпят неудачу", - сказал Варун Шанкер, студент-медик, аспирант кафедры биофизики и ведущий автор исследования. "Вирус был слишком умен. Он эволюционировал по мере того, как распространялся среди миллионов людей, чтобы точно знать, как мутировать, чтобы избежать появления этих антител".
Использование моделей, основанных исключительно на последовательности, для оптимизации белка привело к скромному двукратному повышению эффективности. Но благодаря их подходу, ориентированному на структуру, команда добилась увеличения в 25 раз.
"Мы наконец-то смогли справиться с вирусом", - сказал Шанкер, который также является участником учебной программы по взаимодействию химии и биологии в Sarafan ChEM-H.
Обучая старую модель новым трюкам
Большинство усилий по использованию ИИ для создания более совершенных лекарств основаны на "обучении" или "контроле" модели, что предполагает получение огромного количества данных о функциях и характеристиках уникальных белковых последовательностей. Этот подход требует много времени, и в результате получается модель, адаптированная к конкретному белку, выполняющему конкретную задачу.
Эта модель не требует каких-либо данных о том, что делает белок, насколько хорошо он это делает, или каких-либо лабораторных экспериментов. Поскольку структура тесно связана с функцией, координаты белка становятся показателем производительности.
Для работы с антителами к COVID они ограничили структуру не только самим антителом, но и антителом, когда оно связывается с вирусом. Таким образом, их модель "выучила" некоторые правила связывания антител без необходимости в обучении.
Первые эксперименты показали, что этот подход применим и к другим видам белков, таким как ферменты, которые помогают катализировать химические реакции в нашем организме. На данный момент исследователи обнаружили, что модель указывает ученым на десятки белков, и в среднем половина из них лучше, чем предполагалось изначально.
Этот инструмент может быть полезен для быстрого реагирования на возникающие или эволюционирующие заболевания. Он также снижает барьер для создания более эффективных лекарств.
Более сильные лекарства означают, что необходимы более низкие дозы, что означает, что данное количество может принести пользу большему числу пациентов. Для таких инфекционных заболеваний, как ВИЧ, когда исследования показали, что большие, но нечастые дозы антител могут защитить пациентов от инфекции, это может иметь решающее значение.
Команда делает свою модель и код доступными для всех желающих.
"Это захватывающий пример того, как глубокое обучение может демократизировать процесс создания более качественных белков", - сказал Шанкер. "Это не только позволяет людям разрабатывать новые лекарства, но и открывает новые области научных исследований, которые ранее были недоступны".
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Выяснили происхождение странной пары планет

Жизнь на Земле зависела от редкого металла

Жуткая аудиозапись экипажа Аполлона-12

Инопланетяне - правда или вымысел

Катастрофическое раскрытие информации

Моя встреча с призраком Брюса Форсайта

Мы должны относиться к Земле как к звездолету

НЛО над Мичиганом скрыт в досье Трампа

Новые файлы со взрывоопасными данными

От светящихся зеленых шаров до летающих дисков

Ошеломляющие сообщения о зеленых шарах

Парк Юрского периода в реальной жизни

Понимание расширения Вселенной и темной энергии

Пугающая встреча офицера разведки США с НЛО

Разумные инопланетяне где-то там

Столкновение НЛО с группой истребителей

Температурные карты Марса в высоком разрешении

Файлы об НЛО могут иметь неприятные последствия

Шары и таинственные объекты

Эпоха контроля разума и секретных экспериментов

Карго-доставка из Китая для новичков. Пошаговый алгоритм от закупки до получения

Бесчисленные оранжевые шары роятся над США

Видеоролики с НЛО, опубликованные в новой базе данных

Власти США опубликовали десятки роликов с НЛО

Загадочные круги на полях в 2026 году

Истребитель сбивает НЛО в недавнем видео Пентагона

Маленький городок стал точкой притяжения НЛО

Марсоход обнаружил странную пирамиду

Мета голосует за тотальную слежку

НЛО над Казахстаном

НЛО, сбитый американским истребителем

О чем говорит нам вторая партия файлов об НЛО

Пентагон публикует новую партию файлов об НЛО

Почему гора Таганай начала качаться

Пять фактов из новых файлов Трампа об НЛО

Сообщения о наблюдениях НЛО по всему Мэриленду

Столкновение истребителя с НЛО над озером Гурон

Тайны архивов АНБ

Уточнили места для поиска внеземных цивилизаций

Ученые верят в инопланетян, но смеются над НЛО

Ярмарка НЛО в Пайн-Буше

Американский истребитель сбивает НЛО над Мичиганом

Видеозаписи и документы военных США об НЛО

Военное министерство США опубликовало файлы об НЛО

Вторая серия материалов об НЛО

Как создавать экзотическую квантовую материю

Как создаются миры-изгои

Компания Пантекс упоминается в документах об НЛО

Крошечный мир с атмосферой, которой не должно быть

Материалы об НЛО рассекреченные Пентагоном

Министерство войны обнародавало партию файлов об НЛО

Мы больше не являемся главными хищниками планеты

Мы не были одни в течение 77 лет

Необъяснимые зеленые шары и летающие диски

НЛО заметили с круизного лайнера у берегов Канкуна

Новая партия файлов об НЛО

Пентагон опубликовал вторую серию документов об НЛО

Последняя партия файлов и видеозаписей об НЛО

Рассекреченные файлы Пентагона об НЛО

Самые популярные теории об инопланетянах

Следующая порция файлов об НЛО

Состав поверхности близлежащей суперземли

Столкновение F-16 над озером Гурон в Мичигане

Стоунхендж был первым спортивным стадионом Британии

США публикуют вторую партию рассекреченных файлов

Таинственный сигнал преследовал астрономов

Ури Геллер о своем туре по бункеру пришельцев

Ученые раскрывают тайну египетских пирамид

Файлы и видеоматериалы об НЛО, опубликованные Пентагоном

Формирование Луны до сих пор остается загадкой

Я потерял дар речи после этих наблюдений

Внутри Млечного Пути скрывается другая галактика

Вторжение инопланетян спровоцирует кризис и хаос

Жуткая тайна окружает зону тишины США

Загадка Стоунхенджа, возможно, разгадана

Загадочное круглое сооружение недалеко от Зоны 51

Загадочные кувшины веками пылились в поле

Задача планирования маршрута к астероидам

Звездообразный аппарат инопланетян

Инопланетный материал обнаружен внутри кратера

Искусственный интеллект может имитировать умерших

Как образуются тесные двойные звёзды

Миссия по поиску землеподобных планет

Мы ищем внеземную жизнь не в том направлении

Национальные парки - охотничьи угодья инопланетян

НЛО существуют на самом деле

Новые документы об НЛО вызывают споры

Новый литий-плазменный двигатель для Марса

Новый способ планирования траекторий к астероидам

Обломки НЛО и тела инопланетян скрываются

Океанами правят высшие разумные существа

Правительство США готовит вторую партию файлов

Рой аппаратов может получить изображение Проксимы Б

Скандал с вскрытием инопланетянина

Скрытые структуры обнаружили в Великой пирамиде

Случайно доказали теорию струн

Старая гиперскоростная звезда

Фактор, определяющий продолжительность вашей жизни

Физики измерили отрицательное время

Фонд опубликовал документы АНБ об НЛО

ЦРУ знает о четырех типах инопланетян

Готовятся к публикации более масштабные секреты

Документы об НЛО вызывают вопросы о предвзятости

Дональд Трамп опубликовал странное изображение

Загадочная смерть специального агента

Настоящий Индиана Джонс подвергся нападению

Настоящий 'Парк Юрского периода' в реальной жизни

НЛО длиной 100 миль замечен над Луной

НЛО замечен на орбите Земли

Обнаружены четыре типа инопланетной жизни

Пастор предупреждает о демонических НЛО

Пентагон рассекретил 162 файла об НЛО

Поразительный случай встречи НЛО с истребителями

Почему ваши молекулы являются правосторонними

Правительство США знает о четырёх видах инопланетян

Свиньи-мутанты обрели тревожные способности

Скандал вокруг НЛО разгорелся вновь

Странное фото Трампа вызывает споры

Тайна корабля-призрака Мэри Селест разгадана

Физический варп-двигатель считался невозможным

Что если инопланетяне вторгнутся на Землю

Экскурсии по России и миру с местными гидами

Аномальные воздушные феномены в Аргентине

Астронавт МКС заснял неопознанный объект

В обломках НЛО нашли четыре вида инопланетян

Возможность миграции жизни с Марса на Землю

Воспроизвели механизм гибели нашей Вселенной

Вторая сфера обнаружена в джунглях Колумбии

Древние каменные горшки Лаоса оказались склепами

Из обломков НЛО извлекли четыре вида инопланетян

Конгресс переключают свое внимание на подрядчиков

Конспирология встречается с реальными новостями

Людьми манипулируют инопланетяне

Мегалитическая гробница переписывает историю

НЛО превосходят американский арсенал

Пост Трампа в социальных сетях стал вирусным

Рассекретили материалы об аномальных объектах

Рассекреченные правительственные документы об НЛО

Создают искусственный мозг из живых клеток

Сообщения о наблюдениях НЛО в регионе Лоукантри

Учёный ЦРУ раскрывает конкретные виды инопланетян

Что мы узнали из первой НЛО-публикации Пентагона

Вера в НЛО не является религией в традиционном смысле

Демоны мучили меня невообразимыми способами

Зомби, призраки и НЛО захватили Западную Вирджинию

Как будет выглядеть первый контакт

Картина того, чего на самом деле хотят инопланетяне

Моё пребывание в самом демоническом доме США

Мужчина арестован за звонок по поводу зомби

О полупрозрачных существах расскажут в июне

Они помнят каждый миг своей жизни

Пирамиды были гравитационными передатчиками

Раскрыт главный инопланетный секрет США

Рептилоиды, серые и нордики

Сайт Пентагона зафиксировал более 1 млрд посещений

Самые мрачные демонические видения

Старый снимок вновь взбудоражил мир уфологии

Тайна корабля-призрака Мэри Селест разгадана

Трамп вызвал хаос, опубликовав фото инопланетянина

Уфолог Климов рассказал о фото инсектоида

Феномен НЛО - дело рук дьявола

Фото с Аполлона не должны были публиковать

Британская Зона 51 хранит секреты инопланетян

Восьмиконечный НЛО был ангелом с крыльями

ИИ-помощник устроил настоящий кошмар

История Вселенной может быть переписана

Кракены эпохи динозавров

Мифы о полой Земле и нацистских НЛО

НЛО на Луне поддаются объяснению

НЛО нацелены на ядерные объекты

НЛО призваны раскрыть наши скрытые силы

Обнаружены минимум четыре инопланетных вида

От богомолов до рептилоидов

Пришельцы на крыше школы в Анлаби

Психоз, вызванный ИИ

Раскрыты секретные файлы Базза Олдрина об НЛО

Сын президента Байдена высказался о НЛО

Тайна скрытого храма под Сфинксом

Трамп публикует загадочные изображения

Тысячи подводных НЛО роятся вдоль побережья США

Ужасающие послания из космоса

Файлы об НЛО являются спусковым механизмом

Австрийский космонавт хотел бы увидеть инопланетян

Военным известно о четырех видах инопланетян

Документы об НЛО опубликованы в сети

Загадочный НЛО замечен над Ормузским проливом

Наверх
Яндекс.Метрика